JP7494147B2 - 光硬化性樹脂組成物、画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法 - Google Patents

光硬化性樹脂組成物、画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法 Download PDF

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Description

本技術は、光硬化性樹脂組成物、画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法に関する。
画像表示装置は、例えば次のような方法で製造される（例えば特許文献１を参照）。まず、画像表示部材と、光透過性部材との間に、光硬化性樹脂組成物を配して樹脂組成物層を形成する。そして、樹脂組成物層に光を照射して硬化させることにより硬化樹脂層を形成する。このように、画像表示装置は、画像表示部材と光透過性部材と硬化樹脂層を介して接着、積層することにより製造される。
従来の画像表示装置１００は、例えば図１に示すように、画像表示部材４と、硬化樹脂層１０１と、光透過性部材５とをこの順に備える。画像表示部材４は、通常、画像表示セル３の視認側表面に偏光板２が形成されている。偏光板２は、例えば図２に示すように、偏光子８が、保護層９と保護層１０とによって挟み込まれた積層体が用いられる。
本件発明者が検討したところ、従来の画像表示装置１００は、高温環境下で偏光板２が変色してしまう場合があることが分かった。
特開２０１４－２２２３５０号公報
本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、高温環境下で画像表示装置における偏光板の変色を抑制できる光硬化性樹脂組成物、画像表示装置、及び画像表示装置の製造方法を提供する。
本技術に係る光硬化性樹脂組成物は、偏光板を含む画像表示部材と、硬化樹脂層と、光透過性部材とをこの順に備える画像表示装置における硬化樹脂層に用いられる光硬化性樹脂組成物であって、硬化後の光硬化性樹脂組成物は、厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で４００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上である。
本技術に係る画像表示装置は、偏光板を含む画像表示部材と、硬化樹脂層と、光透過性部材とをこの順に備え、硬化樹脂層は、厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で４００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上である。
本技術に係る画像表示装置の製造方法は、上述した光硬化性樹脂組成物を、偏光板を含む光透過性部材の表面、又は偏光板を含む画像表示部材の表面に塗布する工程と、画像表示部材と光透過性部材とを光硬化性樹脂組成物を介して貼合せる工程と、光硬化性樹脂組成物を硬化させる工程とを有する。
本技術によれば、高温環境下で画像表示装置における偏光板の変色を抑制できる。
図１は、画像表示装置の一例を示す断面図である。 図２は、画像表示装置に用いられる偏光板の一例を示す断面図である。 図３は、画像表示装置の製造方法の工程（Ａ）の一例を示す断面図である。 図４は、画像表示装置の製造方法の工程（Ｂ）の一例を示す断面図である。 図５は、画像表示装置の製造方法の工程（Ｃ）の一例を示す断面図である。 図６は、画像表示装置の製造方法の工程（ＡＡ）の一例を示す断面図である。 図７は、画像表示装置の製造方法の工程（ＢＢ）の一例を示す断面図である。 図８は、画像表示装置の製造方法の工程（ＢＢ）の一例を示す断面図である。 図９は、画像表示装置の製造方法の工程（ＣＣ）の一例を示す断面図である。 図１０は、画像表示装置の製造方法の工程（ＤＤ）の一例を示す断面図である。 図１１は、偏光板を模式的に示す断面図である。 図１２は、ガラス接合体を模式的に示す断面図である。 図１３は、試験用の画像表示装置を模式的に示す断面図である。 図１４は、透湿度試験の方法を説明するための図である。
＜光硬化性樹脂組成物＞
本実施の形態に係る光硬化性樹脂組成物は、硬化後の厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で４００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であり、好ましくは５００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であり、より好ましくは６００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であり、さらに好ましくは７００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上である。また、光硬化性樹脂組成物の硬化後の透湿度の上限は、特に限定されないが、例えば１０００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下とすることができる。ここで、透湿度とは、ＪＩＳＺ０２０８に準拠して、４０℃、相対湿度９０％の雰囲気で測定した透湿度をいう。このような構成の光硬化性樹脂組成物を用いることにより、高温環境下で、例えば図１に示す画像表示装置１における偏光板２の変色を抑制できる。
光硬化性樹脂組成物の硬化物は、例えば、大気中で光照射により光硬化性樹脂組成物を光ラジカル重合させて得られた硬化物全体の平均的な反応率（硬化率）が９０％以上（好ましくは９７％以上）となるように硬化させたものをいう。光硬化性樹脂組成物の硬化物全体の反応率は、例えば厚さ０．３ｍｍに成膜した硬化物について測定した反応率を意味する。
ここで、反応率とは、光照射前の光硬化性樹脂組成物層中の（メタ）アクリロイル基の存在量に対する、光照射後の（メタ）アクリロイル基の存在量の割合（消費量割合）で定義される数値である。反応率の数値が大きい程、反応がより進行していることを示す。具体的には、反応率は、光照射前の光硬化性樹脂組成物層のＦＴ－ＩＲ測定チャートにおけるベースラインからの１６４０～１６２０ｃｍ－１の吸収ピーク高さ（Ｘ）と、光照射後の光硬化性樹脂組成物層（硬化樹脂層）のＦＴ－ＩＲ測定チャートにおけるベースラインからの１６４０～１６２０ｃｍ－１の吸収ピーク高さ（Ｙ）とを、下記式に代入することにより算出することができる。
反応率（％）＝[（Ｘ－Ｙ）／Ｘ]×１００
図１は、画像表示装置の一例を示す断面図である。図２は、画像表示装置に用いられる偏光板の一例を示す断面図である。本実施の形態に係る光硬化性樹脂組成物を、例えば図１に示す画像表示装置１における硬化樹脂層６（図１参照）に用いることにより、硬化樹脂層６の透湿度を高くすることができる。これにより、高温環境下で偏光板２から発生した水分が、硬化樹脂層６を介して画像表示装置１の外部に排出されやすくなり、偏光板２（例えば保護層９や保護層１０）から発生した水分が偏光子８に接触することを抑制できると考えられる。したがって、高温環境下で画像表示装置１における偏光板２の変色を抑制できる。
以下、光硬化性樹脂組成物の構成例について説明する。光硬化性樹脂組成物は、上述した硬化後の透湿度の条件を満たす組成であれば特に限定されない。光硬化性樹脂組成物は、硬化物の透湿度を高くするとともに、相溶性が良好な成分からなることが好ましい。光硬化性樹脂組成物は、例えば、（メタ）アクリレート樹脂と、単官能モノマーと、光重合開始剤と、可塑剤と、酸化防止剤とを含有することが好ましい。ここで、（メタ）アクリレートは、メタクリレートとアクリレートの両方を包含する。
［（メタ）アクリレート樹脂］
（メタ）アクリレート樹脂は、１分子中に２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有する、光硬化性の樹脂（重合体）である。（メタ）アクリレート樹脂は、相溶性の観点から、ポリエーテル系ウレタン（メタ）アクリレート樹脂及びポリエステル系ウレタン（メタ）アクリレート樹脂の少なくとも１種を含有することが好ましい。（メタ）アクリレート樹脂は、ポリマーであってもよいし、オリゴマーであってもよい。
ポリエーテル系ウレタン（メタ）アクリレート樹脂は、主鎖にポリエーテル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート樹脂であり、具体例として、ポリエーテル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーが挙げられる。市販品としては、例えば、アートレジンＵＮ－６２００、ＵＮ－６２０２、ＵＮ－６３００、ＵＮ－６３０１（以上、根上工業社製）が挙げられる。
ポリエステル系ウレタン（メタ）アクリレート樹脂は、主鎖にポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレート樹脂であり、具体例として、ポリエステル骨格を有するウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーが挙げられる。市販品としては、例えば、アートレジンＵＮ－７６００、ＵＮ－７７００（以上、根上工業社製）が挙げられる。
（メタ）アクリレート樹脂の重量平均分子量は、例えば、１０００～１０００００が好ましく、５０００～４００００がより好ましく、１００００～２５０００がさらに好ましい。
光硬化性樹脂組成物中、（メタ）アクリレート樹脂の含有量は、５～５０質量％が好ましく、２０～４５質量％がより好ましい。特に、（メタ）アクリレート樹脂の含有量の合計に対して、ポリエーテル系ウレタン（メタ）アクリレート樹脂及びポリエステル系ウレタン（メタ）アクリレート樹脂の含有量の合計が、４０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましい。（メタ）アクリレート樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。２種以上の（メタ）アクリレート樹脂を併用する場合、その合計量が上記含有量の範囲を満たすことが好ましい。
［単官能モノマー］
単官能モノマーは、例えば光硬化性の（メタ）アクリレートモノマーである。また、単官能モノマーは、光硬化性樹脂組成物の硬化物の透湿度を高くする観点、及び他の成分との相溶性の観点から、水酸基含有（メタ）アクリレートモノマー及びヘテロ環含有（メタ）アクリレートモノマーの少なくとも１種を含有することが好ましい。
水酸基含有（メタ）アクリレートモノマーの具体例としては、例えば、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、１－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、１－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、フェニルグリシジルエーテル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
ヘテロ環含有（メタ）アクリレートモノマー中におけるヘテロ環は、ヘテロ原子として酸素原子又は窒素原子の少なくとも１種を含むことが好ましい。ヘテロ環は、３～８員環であることが好ましく、３～６員環であることがより好ましい。ヘテロ環を構成する炭素原子数は、２～６が好ましく、３～５がより好ましい。ヘテロ環は、単環構造であっても、多環構造であってもよい。ヘテロ環は、置換基を有していてもよい。ヘテロ環が有していてもよい置換基としては、メチル基、エチル基などが挙げられる。
ヘテロ環含有（メタ）アクリレートモノマーとしては、モルホリン環、フラン環、ジオキソラン環からなる群より選ばれるヘテロ環を含有する（メタ）アクリレートが好ましい。具体例としては、アクリロイルモルホリン、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、（２－メチル－２－エチル－１，３－ジオキソラン－４－イル)メチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
光硬化性樹脂組成物中、単官能モノマーの含有量は、１０～４０質量％が好ましく、２０～４０質量％がより好ましい。特に、単官能モノマーの含有量の合計に対する、水酸基含有（メタ）アクリレートモノマー及びヘテロ環含有（メタ）アクリレートモノマーの含有量の合計が、４０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましい。単官能モノマーは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。２種以上の単官能モノマーを併用する場合、その合計量が上記含有量の範囲を満たすことが好ましい。
［光重合開始剤］
光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤を用いることが好ましく、アルキルフェノン系光重合開始剤、及びアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤の少なくとも１種を含有することがより好ましい。アルキルフェノン系光重合開始剤としては、１－ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン（イルガキュア１８４、ＢＡＳＦ社製）、２－ヒドロキシ－１－｛４－[４－（２一ヒドロキシ－２－メチル－プロピロニル）ベンジル]フェニル｝－２－メチル－１－プロパン－１－オン（イルガキュア１２７、ＢＡＳＦ社製）等を用いることができる。アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド（イルガキュアＴＰＯ、ＢＡＳＦ社製）等を用いることができる。その他、光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、アセトフェノン等を用いることもできる。
光重合開始剤の含有量は、ラジカル重合性成分（上述した（メタ）アクリレート樹脂、及び単官能モノマー）の合計１００質量部に対し、０．１～５質量部が好ましく、０．２～３質量部がより好ましい。このような範囲にすることにより、光照射時に硬化不足となるのをより効果的に防ぐとともに、開裂によるアウトガスの増加をより効果的に防ぐことができる。光重合開始剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。２種以上の光重合開始剤を併用する場合、その合計量が上記範囲を満たすことが好ましい。
［可塑剤］
可塑剤は、例えば光照射によりそれ自身が光硬化をせず、光硬化後の硬化樹脂層に柔軟性を与えるものである。可塑剤は、他の成分との相溶性の観点から、ポリエーテル系ポリオール及びポリエステル系ポリオールの少なくとも１種を含有することが好ましい。
ポリエーテル系ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の開始剤に、アルキレンオキシドを付加重合することにより得られる一般的なポリエーテルポリオールを用いることができる。アルキレンオキシドは、特に限定されず、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等が挙げられる。
ポリエーテル系ポリオールの市販品としては、例えばＡＤＥＫＡ社製の「アデカポリエーテル」が挙げられる。より具体的には、ポリプロピレングリコールである「Ｐシリーズ」、ビスフェノールＡのポリプロピレングリコール付加物である「ＢＰＸシリーズ」、グリセリンのポリプロピレングリコール付加物である「Ｇシリーズ」、トリメチロールプロパンのポリプロピレングリコール付加物である「Ｔシリーズ」、エチレンジアミンのポリプロピレングリコール付加物である「ＥＤＰシリーズ」、ソルビトールのポリプロピレングリコール付加物である「ＳＰシリーズ」、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのランダムコポリマーである「ＰＲシリーズ」、プロピレングリコールにプロピレンオキシド－エチレンオキシドブロックコポリマーを付加させた「ＣＭシリーズ」等が挙げられる。
ポリエーテル系ポリオールの数平均分子量は、例えば５００～８０００が好ましく、１０００～５０００がより好ましい。
ポリエステル系ポリオールとしては、例えばジカルボン酸とジオールとを縮合重合することにより得られる一般的なポリエステルポリオールを用いることができる。ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の脂肪族カルボン酸；テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族カルボン酸等が挙げられる。ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，９－ノナンジオール、ジエチレングリコール等の直鎖構造のジオール；１，２－プロピレングリコール、１，３－ブチレングリコール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、３－メチル－１，５－ペンタジオール、２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオール、２－メチル－１，８－オクタンジオール等が挙げられる。
ポリエステル系ポリオールの市販品としては、「Ｐ－１０１０」、「Ｐ－２０１０」、「Ｐ－３０１０」、「Ｐ－２０５０」（以上、クラレ社製）、「ＯＤ－Ｘ－１０２」、「ＯＤ－Ｘ－６６８」、「ＯＤ－Ｘ－２０６８」（以上、ＤＩＣ社製）、「ＮＳ-２４００」、「ＹＴ－１０１」、「Ｆ７－６７」、「＃５０」、「Ｆ１２１２－２９」、「ＹＧ－１０８」、「Ｖ１４－９０」、「Ｙ６５－５５」（以上、ＡＤＥＫＡ社製）等が挙げられる。
ポリエステル系ポリオールの数平均分子量は、例えば５００～８０００が好ましく、１０００～５０００がより好ましい。
光硬化性樹脂組成物中、可塑剤の含有量は、１５～５０質量％が好ましく、２５～４５質量％がより好ましい。特に、可塑剤の含有量の合計に対する、ポリエーテル系ポリオール及びポリエステル系ポリオールの含有量の合計が、４０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることがさらに好ましい。可塑剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。２種以上の可塑剤を併用する場合、その合計量が上記含有量の範囲を満たすことが好ましい。
［酸化防止剤］
酸化防止剤は、例えば光硬化性樹脂組成物の変色防止の目的で用いられる。酸化防止剤は、特に限定されず、公知の酸化防止剤を用いることができる。例えば、ヒンダードフェノール構造を有する化合物、ヒンダードアミン構造を有する化合物、チオエーテル構造を有する化合物等が挙げられ、ヒンダードフェノール構造を有する化合物が好ましい。
酸化防止剤の一例であるヒンダードフェノール構造を有する化合物の市販品としては、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０３５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０９８」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１１３５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１３３０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１７２６」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１４２５ＷＬ」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１５２０Ｌ」、「ＩＲＧＡＮＯＸ２４５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ２５９」、「ＩＲＧＡＮＯＸ３１１４」、「ＩＲＧＡＮＯＸ５６５」、「ＩＲＧＡＭＯＤ２９５」（以上、ＢＡＳＦ社製）等が挙げられる。
光硬化性樹脂組成物中、酸化防止剤の含有量は、０．１～１０質量部が好ましく、０．５～３質量部がより好ましい。酸化防止剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。２種以上の酸化防止剤を併用する場合、その合計量が上記含有量の範囲を満たすことが好ましい。
［その他の成分］
光硬化性樹脂組成物は、高温環境下で画像表示装置における偏光板の変色を抑制する効果を損なわない範囲で、上述した成分以外の他の成分をさらに含有していてもよい。他の成分としては、例えば粘着付与剤等が挙げられる。
光硬化性樹脂組成物は、常温で液状であることが好ましい。例えば、光硬化性樹脂組成物は、Ｂ型粘度計で測定した２５℃における粘度が０．０１～１００Ｐａ・ｓを示すことが好ましい。
光硬化性樹脂組成物は、可視光領域の透過率が９０％以上であることが好ましい。これにより、硬化樹脂層を形成したときに、画像表示部材に形成された画像の視認性をより良好にすることができる。
光硬化性樹脂組成物の屈折率は、画像表示部材や光透過性部材の屈折率とほぼ同等であることが好ましく、例えば１．４５以上１．５５以下であることが好ましい。これにより、画像表示部材からの映像光の輝度やコントラストを高め、視認性を向上させることができる。
光硬化性樹脂組成物は、上述した各成分を、公知の混合手法に従って均一に混合することにより調製することができる。
本実施の形態に係る光硬化性樹脂組成物は、硬化後の厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で４００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であることにより、高温環境下で、画像表示装置１における偏光板２の変色を抑制できる。
＜画像表示装置＞
本実施の形態に係る画像表示装置１は、例えば図１に示すように、偏光板２を含む画像表示部材４と、硬化樹脂層６と、光透過性部材５とこの順に備える。硬化樹脂層６は、厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で４００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上である。このように透湿度が高い硬化樹脂層６を用いることにより、高温環境下で偏光板２の変色を抑制できる。
画像表示部材４は、例えば、画像表示セル３の視認側表面に偏光板２が形成された画像表示パネルである。画像表示部材４は、例えば液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、タッチパネル等である。ここで、タッチパネルとは、液晶表示パネルのような表示素子とタッチパッドのような位置入力装置を組み合わせた画像表示・入力パネルを意味する。
画像表示セル３は、例えば液晶セルや有機ＥＬセルが挙げられる。液晶セルとしては、例えば反射型液晶セル、透過型液晶セル等が挙げられる。
偏光板２は、例えば図２に示すように、偏光子８と、偏光子８の一方の面に設けられた保護層９と、偏光子８の他方の面に設けられた保護層１０とを備える積層体である。偏光板２は、偏光子８と保護層９との間、及び偏光子８と保護層１０との間に、図示しない接着層をさらに備えていてもよい。また、偏光板２は、偏光子８と保護層９、１０以外の他の光学層（例えば位相差板）をさらに備えていてもよい。
偏光子８としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂に、二色性物質（例えばヨウ素化合物）による染色処理と、延伸処理とを施すことによって得られる、周知の構成の偏光板を用いることができる。
保護層９、１０としては、例えば、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性等に優れた熱可塑性樹脂からなるフィルムを用いることができる。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のセルロース樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。
光透過性部材５は、画像表示部材４に形成された画像が視認可能となるような光透過性を有するものであればよい。例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等の板状材料やシート状材料が挙げられる。これらの材料には、片面又は両面にハードコート処理、反射防止処理などが施されていてもよい。光透過性部材５の厚さや弾性率などの物性は、使用目的に応じて適宜決定することができる。また、光透過部材５は、上記のような比較的構成の簡単な部材だけでなく、タッチパネルモジュールのような各種シート又はフィルム材が積層されたものも含まれる。
光透過性部材５の周縁部には、画像のコントラスト向上のために遮光層７が設けられていてもよい。遮光層７は、例えば、黒色等に着色された塗料をスクリーン印刷法などで塗布し、乾燥・硬化させて形成することができる。遮光層７の厚さは、通常５～１００μｍである。
硬化樹脂層６は、上述した光硬化性樹脂組成物の硬化物である。硬化樹脂層６は、厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で４００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上である。硬化樹脂層６の透湿度の好ましい範囲は、上述した光硬化性樹脂組成物の硬化物の透湿度の範囲と同様である。
硬化樹脂層６は、可視光領域の透過率が９０％以上であることが好ましい。このような範囲を満たすことにより、画像表示部材４に形成された画像の視認性をより良好にすることができる。硬化樹脂層６の屈折率は、画像表示部材４や光透過性部材５の屈折率とほぼ同等であることが好ましい。硬化樹脂層６の屈折率は、例えば１．４５以上１．５５以下であることが好ましい。これにより、画像表示部材４からの映像光の輝度やコントラストを高め、視認性を向上させることができる。硬化樹脂層６の厚さは、例えば２５～２００μｍ程度とすることができる。
本実施の形態に係る画像表示装置１は、偏光板２を含む画像表示部材４と、硬化樹脂層６と、光透過性部材５とこの順に備え、硬化樹脂層６の厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で４００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上である。このように、画像表示装置１は、透湿度が高い硬化樹脂層６を備えることにより、高温環境下で偏光板２の変色を抑制できる。
＜画像表示装置の製造方法＞
以下、画像表示装置の製造方法の具体例である第１の実施の形態、及び第２の実施の形態について説明する。なお、図面において同じ図番は同一の構成要素を表すものとする。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態に係る製造方法は、光硬化性樹脂組成物を光透過性部材の表面に塗布する工程（Ａ）と、画像表示部材と光透過性部材とを光硬化性樹脂組成物を介して貼合せる工程（Ｂ）と、光硬化性樹脂組成物を硬化させる工程（Ｃ）とを有する。
［工程（Ａ）］
工程（Ａ）では、例えば図３に示すように、光透過性部材５の遮光層７が形成された側の表面に、光硬化性樹脂組成物１１を塗布する。光硬化性樹脂組成物１１は、上述した光硬化性樹脂組成物と同義であり、好ましい範囲も同様である。
［工程（Ｂ）］
工程（Ｂ）では、例えば図４に示すように、画像表示部材４の偏光板２側に、光硬化性樹脂組成物１１を介して光透過性部材５を貼合せる。これにより、偏光板２と光透過性部材５との間に光硬化性樹脂組成物層１２が形成される。
［工程（Ｃ）］
工程（Ｃ）では、例えば図５に示すように、光硬化性樹脂組成物層１２に対し光（好ましくは紫外線）を照射して光硬化性樹脂組成物層１２を硬化させる。これにより、図１に示すように硬化樹脂層６を介して画像表示部材４と光透過性部材５とが積層した画像表示装置１が得られる。
光照射は、硬化樹脂層６の反応率（硬化率）が９０％以上となるように行うことが好ましく、９５％以上となるように行うことがより好ましい。このような範囲を満たすことにより、画像表示部材４に形成された画像の視認性を良好にすることができる。硬化樹脂層６の反応率は、上述した反応率と同義である。
光照射に用いる光源の種類、出力、照度、積算光量などは、特に制限されず、例えば、公知の紫外線照射による（メタ）アクリレートの光ラジカル重合プロセス条件を採用することができる。
なお、第１の実施の形態では、光透過性部材５の表面に光硬化性樹脂組成物１１を塗布するようにしたが、この例に限定されるものではない。例えば、工程（Ａ）において、画像表示部材４の表面に光硬化性樹脂組成物１１を塗布してもよい。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係る製造方法は、光硬化性樹脂組成物を光透過性部材の表面に塗布する工程（ＡＡ）と、光硬化性樹脂組成物層に光照射して仮硬化を行う工程（ＢＢ）と、画像表示部材と光透過性部材とを仮硬化樹脂層を介して貼合せる工程（ＣＣ）と、仮硬化樹脂層を本硬化させる工程（ＤＤ）とを有する。
［工程（ＡＡ）］
工程（ＡＡ）では、例えば図６に示すように、光透過性部材５の表面に、光硬化性樹脂組成物１１を塗布し、光硬化性樹脂組成物層１２を形成する。具体的には、遮光層７の表面も含め、光透過性部材５の遮光層７が形成された側の表面全面に、光硬化性樹脂組成物１１を平坦になるように塗布し、段差が生じないようにすることが好ましい。光硬化性樹脂組成物層１２の厚さは、例えば、遮光層７の厚さの１．２～５０倍の厚さが好ましく、２～３０倍の厚さがより好ましい。光硬化性樹脂組成物１１の塗布は、必要な厚さが得られるように行えばよく、１回で行ってもよいし、複数回で行ってもよい。
［工程（ＢＢ）］
工程（ＢＢ）では、例えば図７に示すように、工程（ＡＡ）で形成された光硬化性樹脂組成物層１２に光（好ましくは紫外線）を照射して仮硬化を行い、図８に示すように仮硬化樹脂層１３を形成する。
光硬化性樹脂組成物層１２の仮硬化は、仮硬化樹脂層１３の反応率が、１０～８０％となるように行うことが好ましく、４０～８０％となるように行うことがより好ましい。光照射の条件は、仮硬化樹脂層１３の反応率が好ましくは１０～８０％となるように硬化させることができる限り、特に制限されない。
［工程（ＣＣ）]
［工程（ＣＣ）では、例えば図９に示すように、画像表示部材４に、光透過性部材５を仮硬化樹脂層１３を介して貼合せる。貼合せは、例えば、公知の圧着装置を用いて、１０～８０℃で加圧することにより行うことができる。
［工程（ＤＤ）]
工程（ＤＤ）では、例えば図１０に示すように、仮硬化樹脂層１３に対し光（好ましくは紫外線）を照射して本硬化させる。これにより、硬化樹脂層６を介して画像表示部材４と光透過性部材５とが積層した画像表示装置１（図１参照）が得られる。
仮硬化樹脂層１３の本硬化は、硬化樹脂層６の反応率が９０％以上となるように行うことが好ましく、９５％以上となるように行うことがより好ましい。本硬化の条件は、硬化樹脂層６の反応率が９０％以上となるように硬化させることができる限り、特に制限されない。
なお、第２の実施の形態では、光透過性部材５の遮光層７が形成された側の表面に光硬化性樹脂組成物１１を塗布する例を説明したが、画像表示部材４の表面に光硬化性樹脂組成物１１を塗布してもよい。
上述した画像表示装置の製造方法では、遮光層７を有する光透過性部材５を用いた場合について説明したが、この例に限定されるものではない。例えば、遮光層７を有しない光透過性部材を用いて画像表示装置を作製してもよい。
また、画像表示装置の製造方法として、いわゆるダムフィルプロセスを採用してもよい。ダムフィルプロセスは、例えば、ダム材を用いて画像表示部材の表面にフィル材の塗布領域を形成し、この塗布領域にフィル材を塗布して画像表示部材と光透過性部材とをフィル材を介して貼合せ、フィル材に光を照射して硬化樹脂層を形成する方法である。
以下、本技術の実施例について説明する。
［（メタ）アクリレート樹脂］
アートレジンＵＮ－６２０２：ポリエーテル骨格ウレタンアクリレートオリゴマー、根上工業社製
アートレジンＵＮ－７７００：ポリエステル骨格ウレタンアクリレートオリゴマー、根上工業社製
ＴＥ－２０００：ポリブタジエン骨格ウレタンメタクリレートオリゴマー、日本曹達社製
［単官能モノマー］
４ＨＢＡ：４－ヒドロキシブチルアクリレート、大阪有機化学工業社製
ＡＣＭＯ：アクリロイルモルホリン、ＫＪケミカルズ社製
ビスコート＃１５０：テトラヒドロフルフリルアクリレート、大阪有機化学工業社製
ＭＥＤＯＬ－１０：（２－メチル－２－エチル－１，３－ジオキソラン－４－イル)メチルアクリレート、大阪有機化学工業社製
ニューフロンティアＰＧＡ：フェニルグリシジルエーテルアクリレート、第一工業製薬社製
ＳＲ５０６：イソボルニルアクリレート、アルケマ社製
［可塑剤］
アデカポリエーテルＰ－３０００：ポリエーテルポリオール、ＡＤＥＫＡ社製
クラレポリオールＰ－３０１０：ポリエステルポリオール、クラレ社製
Ｋｒａｓｏｌ ＬＢＨ－Ｐ３０００：ポリブタジエンポリオール、クレイバレー社製
［酸化防止剤］
Ｉｒｇａｎｏｘ１１３５：３－（４－ヒドロキシ－３，５－ジイソプロピルフェニル）プロピオン酸オクチル、ＢＡＳＦ社製
［光重合開始剤］
Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４：１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ＢＡＳＦ社製
［光硬化性樹脂組成物の調製］
下記表１に示す配合量（質量部）で各成分を均一に混合して実施例、及び比較例の光硬化性樹脂組成物を調製した。
［偏光板変色試験］
図１１に示すように、厚さ８０μｍのＴＡＣ層１４と、厚さ３０μｍのＰＶＡ層１５と、厚さ８０μｍのＴＡＣ層１６と、厚さ２５μｍのアクリル系粘着剤層１７とをこの順に備える偏光板１８（株式会社ポラテクノ社製）を用意した。
図１２に示すように、偏光板１８のアクリル系粘着剤層１７を介して、厚さ１．１ｍｍのガラス板１９を貼合せた。また、偏光板１８が貼り合わされたガラス板１９上に光硬化性樹脂組成物２０を滴下し、滴下した光硬化性樹脂組成物２０の上に、厚さ１．１ｍｍのガラス板２１を載置し、ガラス板２１の自重でガラス板２１を貼り付けた。これによりガラス接合体２２を得た。
紫外線照射装置を用いて、積算光量が５０００ｍＪ／ｃｍ２となるように、ガラス接合体２２のガラス板２１側から紫外線を照射して光硬化性樹脂組成物２０を硬化させて硬化樹脂層２３を形成し、図１３に示す試験用の画像表示装置２４を得た。ガラス板１９とガラス板２１との間に形成された硬化樹脂層２３の最大厚さは約０．３ｍｍであった。また、偏光板１８とガラス板２１との間に形成された硬化樹脂層２３の厚さは０．１ｍｍであった。硬化樹脂層２３の反応率は９０％以上であった。
画像表示装置２４を１００℃の環境下に２４０時間放置した。２４０時間放置後の画像表示装置２４における偏光板１８の変色の有無を目視で確認した。偏光板１８の変色なしと判断した場合を「〇」と評価し、偏光板１８の変色ありと判断した場合を「×」と評価した。結果を表１に示す。
［透湿度試験］
ＪＩＳＺ０２０８の透湿度試験（透湿カップ法）に準拠して硬化樹脂層の透湿度を測定した。上述した光硬化性樹脂組成物に対して、積算光量が５０００ｍＪ／ｃｍ２となるように紫外線を照射して厚さ０．３ｍｍの硬化樹脂層を準備した。この硬化樹脂層２５を、図１４に示すように、塩化カルシウム２６を入れたカップ２７にセットし、４０℃、相対湿度９０％の恒温機に入れ、２４時間放置した後の塩化カルシウム２６の重量増加を測定することで、硬化樹脂層２５の透湿度を求めた。
なお、下記表中、「＊」は、光硬化性樹脂組成物が非相溶で各種成分が分離した結果、硬化樹脂層を形成できず、各評価を行うことができなかったことを表す。
実施例で用いた光硬化性樹脂組成物は、硬化後の厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で４００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上であったため、高温環境下での偏光板の変色を抑制できることが分かった。
一方、比較例１、２、６で用いた光硬化性樹脂組成物は、硬化後の厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で４００ｇ／ｍ２／ｄａｙ未満であったため、高温環境下での偏光板の変色を抑制することが困難であることが分かった。なお、比較例３－５で用いた光硬化性樹脂組成物は、非相溶のため、硬化樹脂層を形成することができず、硬化物の透湿度、及び偏光板の変色について評価ができなかった。
１ 画像表示装置、２ 偏光板、３ 画像表示セル、４ 画像表示部材、５ 光透過性部材、６ 硬化樹脂層、７ 遮光層、８ 偏光子、９ 保護層、１０ 保護層、１１ 光硬化性樹脂組成物、１２ 光硬化性樹脂組成物層、１３ 仮硬化樹脂層、１４ ＴＡＣ層、１５ ＰＶＡ層、１６ ＴＡＣ層、１７ アクリル系粘着剤層、１８ 偏光板、１９ ガラス板、２０ 光硬化性樹脂組成物、２１ ガラス板、２２ ガラス接合体、２３ 硬化樹脂層、２４ 画像表示装置、２５ 硬化樹脂層、２６ 塩化カルシウム、２７ カップ、１００ 画像表示装置、１０１ 硬化樹脂層

Claims (10)

  1. 偏光板を含む画像表示部材と、硬化樹脂層と、光透過性部材とをこの順に備える画像表示装置における上記硬化樹脂層に用いられる光硬化性樹脂組成物であって、
    （メタ）アクリレート樹脂と、単官能モノマーと、可塑剤とを含有し、
    上記（メタ）アクリレート樹脂は、ポリエーテル系ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーであり、
    上記単官能モノマーは、水酸基含有（メタ）アクリレートモノマーであり、
    上記可塑剤の含有量は、１５～５０質量％であり、
    硬化後の上記光硬化性樹脂組成物は、厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で７００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上１０００ｇ／ｍ ２ ／ｄａｙ以下である、光硬化性樹脂組成物。
  2. 光重合開始剤をさらに含有する、請求項１記載の光硬化性樹脂組成物。
  3. 上記単官能モノマーの含有量は、２０～４０質量％である、請求項１又は２記載の光硬化性樹脂組成物。
  4. 上記（メタ）アクリレート樹脂の含有量は、５～５０質量％である、請求項１～３のいずれか１項に記載の光硬化性樹脂組成物。
  5. 上記（メタ）アクリレート樹脂の含有量は、２０～４５質量％である、請求項１～４のいずれか１項に記載の光硬化性樹脂組成物。
  6. 上記可塑剤は、ポリエーテル系ポリオール及びポリエステル系ポリオールの少なくとも１種を含有する、請求項１に記載の光硬化性樹脂組成物。
  7. 酸化防止剤をさらに含有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の光硬化性樹脂組成物。
  8. 上記画像表示部材は、画像表示セルの視認側表面に偏光板が形成された画像表示パネルである、請求項１～７のいずれか１項に記載の光硬化性樹脂組成物。
  9. 偏光板を含む画像表示部材と、硬化樹脂層と、光透過性部材とをこの順に備え、
    上記硬化樹脂層は、（メタ）アクリレート樹脂と、単官能モノマーと、可塑剤とを含有する光硬化性樹脂組成物の硬化物であり、
    上記（メタ）アクリレート樹脂は、ポリエーテル系ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーであり、
    上記単官能モノマーは、水酸基含有（メタ）アクリレートモノマーであり、
    上記光硬化性樹脂組成物中の可塑剤の含有量は、１５～５０質量％であり、
    上記硬化樹脂層は、厚さ０．３ｍｍのときの透湿度が、４０℃、相対湿度９０％の環境下で７００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以上１０００ｇ／ｍ ２ ／ｄａｙ以下である、画像表示装置。
  10. 請求項１～８のいずれか１項に記載の光硬化性樹脂組成物を、光透過性部材の表面又は、偏光板を含む画像表示部材の表面に塗布する工程と、
    上記画像表示部材と上記光透過性部材とを上記光硬化性樹脂組成物を介して貼合せる工程と、
    上記光硬化性樹脂組成物を硬化させる工程とを有する、画像表示装置の製造方法。
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